第五章機(jī)器裝配工藝過(guò)程設(shè)計(jì)第五節(jié)保證裝配精度的裝配方法第二節(jié)裝配工藝規(guī)程的制定第三節(jié)機(jī)器結(jié)構(gòu)的裝配工藝性第四節(jié)裝配尺寸鏈第一節(jié)概述第六節(jié)機(jī)器裝配的自動(dòng)化第一節(jié)概述一、裝配概念裝配單元

指機(jī)器中能進(jìn)行獨(dú)立裝配的部分。套件、組件、部件等都可稱為裝配單元。零件：組成機(jī)器的最小單元，一般預(yù)先裝成套件、組件、部件后才安裝到機(jī)器上。套件：在一個(gè)基準(zhǔn)零件上裝上一個(gè)或若干個(gè)零件，就構(gòu)成一個(gè)套件。它是最小裝配單元。為套件而進(jìn)行的裝配工作稱為套裝。組件：在一個(gè)基準(zhǔn)零件上裝上若干個(gè)套件及零件，就構(gòu)成一個(gè)組件。為組件而進(jìn)行的裝配工作稱為組裝。部件：

在一個(gè)基準(zhǔn)零件上裝上若干個(gè)組件、套件及零件，就構(gòu)成一個(gè)部件。為形成部件而進(jìn)行的裝配工作稱為部裝?？傃b在一個(gè)基準(zhǔn)零件上裝上若干個(gè)部件、組件、套件及零件，并最終裝配成機(jī)器。稱為總裝。第二節(jié)裝配工藝規(guī)程的制定

裝配工藝規(guī)程是指導(dǎo)裝配生產(chǎn)的主要技術(shù)文件，制定裝配工藝規(guī)程是生產(chǎn)技術(shù)準(zhǔn)備工作的主要內(nèi)容之一。裝配工藝規(guī)程對(duì)保證裝配質(zhì)量、提高裝配生產(chǎn)效率、縮短裝配周期、減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度、縮小裝配占地面積、降低生產(chǎn)成本等都有重要的影響。它取決于裝配工藝規(guī)程制定的合理性，這就是制定裝配工藝規(guī)程的目的。一、制定裝配工藝規(guī)程的基本原則和原始資料1、制定裝配工藝規(guī)程的原則保證產(chǎn)品質(zhì)量；延長(zhǎng)產(chǎn)品的使用壽命合理安排裝配順序和工序，盡量減少手工勞動(dòng)量，滿足裝配周期的要求；提高裝配效率。盡量減少裝配占地面積，提高單位面積的生產(chǎn)率。盡量降低裝配成本。2、制定裝配工藝規(guī)程的原始資料產(chǎn)品的裝配圖和驗(yàn)收技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品的生產(chǎn)綱領(lǐng)生產(chǎn)條件二、制定裝配工藝規(guī)程的步驟1、研究產(chǎn)品的裝配圖及驗(yàn)收技術(shù)條件

審核產(chǎn)品圖樣的完整性、正確性；分析產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)工藝性；審核產(chǎn)品裝配的技術(shù)要求；分析和計(jì)算裝配尺寸鏈。2、確定裝配方法和組織形式裝配方法：互換法、選配法、修配法、調(diào)整法組織形式:

固定式：全部裝配在一個(gè)固定的地點(diǎn)完成，多用于單件小批生產(chǎn)。移動(dòng)式：將零部件用輸送帶按裝配順序從一個(gè)地點(diǎn)到下一地點(diǎn)，各裝配地點(diǎn)的總和完成產(chǎn)品的全部裝配。3、劃分裝配單元，確定裝配順序

將產(chǎn)品劃分為套件、組件及部件等裝配單元是制定裝配工藝規(guī)程最重要的一個(gè)步驟。任何裝配單元都要選定某一零件或比它低一級(jí)的裝配單元作為裝配基準(zhǔn)。裝配基準(zhǔn)件應(yīng)是產(chǎn)品的基體或主干零件、部件，應(yīng)有較大的體積和重量，有足夠的支撐面和較多的公共結(jié)合面劃分裝配單元、確定裝配基準(zhǔn)零件以后，即可以安排裝配順序，并以裝配系統(tǒng)圖的形式表示，具體是先難后易、先內(nèi)后外、先下后上、預(yù)處理工序在前。裝配系統(tǒng)圖

在裝配工藝規(guī)程制訂過(guò)程中，表明產(chǎn)品零、部件間相互裝配關(guān)系及裝配流程的示意圖稱為裝配系統(tǒng)圖。裝配單元表示為名稱編號(hào)件數(shù)4、劃分裝配工序確定工序集中和分散劃分裝配工序，確定工序內(nèi)容確定工序所需要的設(shè)備和工具制定各工序裝配操作規(guī)范制定各工序裝配質(zhì)量要求和檢測(cè)方法確定工序時(shí)間定額，平衡各工序節(jié)拍5、編制裝配工藝文件單件小批生產(chǎn)時(shí)，只繪制裝配系統(tǒng)圖，裝配時(shí)，按產(chǎn)品裝配圖和裝配系統(tǒng)圖工作。成批生產(chǎn)時(shí)，要制定部件、總裝的裝配工藝卡，寫明工序次序，簡(jiǎn)要工序內(nèi)容，設(shè)備名稱，工夾具編號(hào)和名稱。工人技術(shù)等級(jí)和時(shí)間定額等項(xiàng)。大批大量生產(chǎn)中，不僅要制定裝配工藝卡，還要制定裝配工序卡，以直接指導(dǎo)工人進(jìn)行產(chǎn)品裝配。5、編制裝配工藝文件單件小批生產(chǎn)時(shí)，只繪制裝配系統(tǒng)圖，裝配時(shí)，按產(chǎn)品裝配圖和裝配系統(tǒng)圖工作。成批生產(chǎn)時(shí)，要制定部件、總裝的裝配工藝卡，寫明工序次序，簡(jiǎn)要工序內(nèi)容，設(shè)備名稱，工夾具編號(hào)和名稱。工人技術(shù)等級(jí)和時(shí)間定額等項(xiàng)。大批大量生產(chǎn)中，不僅要制定裝配工藝卡，還要制定裝配工序卡，以直接指導(dǎo)工人進(jìn)行產(chǎn)品裝配。2、裝配精度與零件精度的關(guān)系裝配精度與某一個(gè)零件有關(guān)單件自保

如圖：在臥式車床裝配中，要滿足尾座移動(dòng)對(duì)溜板移動(dòng)的平行度要求，只要保證床身上溜板移動(dòng)的導(dǎo)軌A和尾座移動(dòng)的導(dǎo)軌B相互平行即可。裝配精度與幾個(gè)零件有關(guān)裝配尺寸鏈主軸箱主軸與尾座套筒中心線等高結(jié)構(gòu)示意圖1—主軸箱2—尾座3—尾座底板4—床身二、裝配尺寸鏈的建立1、裝配尺寸鏈的基本概念

在機(jī)器的裝配關(guān)系中，由相關(guān)零件的尺寸或相互位置關(guān)系所組成的尺寸鏈，稱為裝配尺寸鏈。裝配尺寸鏈的封閉環(huán)是裝配要保證的某項(xiàng)裝配精度指標(biāo)或裝配要求在裝配關(guān)系中，對(duì)裝配精度有直接影響的零、部件的尺寸和位置關(guān)系，都是裝配尺寸鏈的組成環(huán)。2、裝配尺寸鏈的分類直線尺寸鏈：由長(zhǎng)度尺寸組成，各環(huán)尺寸彼此平行角度尺寸鏈：由角度、平行度、垂直度等構(gòu)成。平面尺寸鏈：由成角度關(guān)系的長(zhǎng)度尺寸構(gòu)成。且各環(huán)處于同一或彼此平行的平面內(nèi)。三、裝配尺寸鏈的查找方法1、裝配尺寸鏈的查找方法

首先根據(jù)裝配精度要求確定封閉環(huán)。再取封閉環(huán)兩端的任一個(gè)零件為起點(diǎn)，沿裝配精度要求的位置方向，以裝配基準(zhǔn)面為查找的線索，分別找出影響裝配精度要求的相關(guān)零件(組成環(huán))，直至找到同一基準(zhǔn)零件，甚至是同一基準(zhǔn)表面為止。2、查找裝配尺寸鏈的注意的問(wèn)題裝配尺寸鏈應(yīng)進(jìn)行必要的簡(jiǎn)化裝配尺寸鏈環(huán)數(shù)最少的原則

查找裝配尺寸鏈時(shí)，多個(gè)相關(guān)的零部件只應(yīng)有一個(gè)尺寸作為組成環(huán)列如裝配尺寸鏈。這樣組成環(huán)的數(shù)目就是有關(guān)零部件的數(shù)目，即“一件一環(huán)”裝配尺寸鏈的方向性

在同一裝配結(jié)構(gòu)中，在不同位置方向都有裝配精度要求時(shí)，應(yīng)按不同方向分別建立裝配尺寸鏈。三、裝配尺寸鏈的計(jì)算方法

裝配尺寸鏈的解算方法和裝配方法相關(guān)，同一裝配精度，采用不同的裝配方法時(shí)，其裝配尺寸鏈的解算方法也不同。正計(jì)算：已知與裝配精度有關(guān)的各零部件的基本尺寸和偏差，求解裝配精度要求的基本尺寸及偏差。反計(jì)算：已知裝配精度要求的基本尺寸及偏差求解與裝配精度有關(guān)的各零部件的基本尺寸和偏差。第五節(jié)保證裝配精度的裝配方法

機(jī)械產(chǎn)品的精度要求，最終是靠裝配實(shí)現(xiàn)的，用合理的裝配方法來(lái)達(dá)到規(guī)定的裝配精度，以實(shí)現(xiàn)用較低的零件精度，達(dá)到較高的裝配精度，用最少的裝配勞動(dòng)量達(dá)到較高的裝配精度，合理的選擇裝配方法是裝配工藝的核心問(wèn)題。根據(jù)產(chǎn)品的性能要求，結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和生產(chǎn)類型、生產(chǎn)條件等，可以采用不同的裝配方法，保證產(chǎn)品裝配精度的方法有；互換法、選擇法、修配法和調(diào)整法。一、互換裝配法

在裝配過(guò)程中，零件互換后仍能達(dá)到裝配精度要求的裝配方法，產(chǎn)品采用互換裝配法時(shí)，裝配精度主要取決于零件的加工精度，裝配時(shí)不經(jīng)任何調(diào)整和修配，就可以達(dá)到裝配精度。互換法的實(shí)質(zhì)是控制零件的加工誤差來(lái)保證產(chǎn)品的裝配精度。1、完全互換裝配法1）概念合格的零件在進(jìn)入裝配時(shí)，不經(jīng)任何選擇、調(diào)整和修配，就可以達(dá)到裝配精度。這種裝配方法稱完全互換法。2）特點(diǎn)：裝配質(zhì)量可靠穩(wěn)定；裝配工作簡(jiǎn)單，生產(chǎn)率高；易于實(shí)現(xiàn)裝配機(jī)械化和自動(dòng)化；易于組織裝配流水線和零部件的協(xié)作和專業(yè)化生產(chǎn)；有利于產(chǎn)品的維護(hù)和零部件的更換；零件的技術(shù)要求高，零件加工相對(duì)困難；3）應(yīng)用用于高精度的少環(huán)尺寸或低精度的多環(huán)尺寸鏈的大批大量生產(chǎn)裝配中4）解算方法完全互換法裝配一般采用極值法進(jìn)行尺寸鏈的解算。滿足條件5）解算時(shí)封閉環(huán)公差的分配當(dāng)組成環(huán)是標(biāo)準(zhǔn)尺寸時(shí)（如軸承寬度，擋圈的厚度等），其公差大小和分布位置為確定值。某一組成環(huán)是不同裝配尺寸鏈公共環(huán)時(shí)，其公差大小和位置根據(jù)對(duì)其精度要求最嚴(yán)的那個(gè)尺寸鏈確定。尺寸相近、加工方法相同的組成環(huán)，其公差值相等。難加工或難測(cè)量的組成環(huán)，其公差值可取較大數(shù)值，易加工或易測(cè)量的組成環(huán)，其公差值取較小數(shù)值。在確定各待定組成環(huán)公差大小時(shí)，可根據(jù)具體情況選用不同的公差分配方法，如等公差法，等精度法或按實(shí)際加工可能性分配法等各組成環(huán)公差帶位置按入體原則標(biāo)注，但要保留一環(huán)作“協(xié)調(diào)環(huán)”，協(xié)調(diào)環(huán)公差帶的位置由裝配尺寸鏈確定。協(xié)調(diào)環(huán)通常選易于制造并可用通用量具測(cè)量的尺寸。6）舉例

圖示齒輪部件，齒輪空套在軸上，要求齒輪與擋圈的軸向間隙為0.1～0.35。已知各零件有關(guān)的基本尺寸為：A1=30,A2=5,A3=43,（標(biāo)準(zhǔn)件），A5=5。用完全互換法裝配，試確定各組成環(huán)的偏差。【例1】A2A3A1A5A4A0

齒輪與軸部件裝配

【解】1）建立裝配尺寸鏈（如圖）2）確定各組成環(huán)的公差：按等公差法計(jì)算，各組成環(huán)公差為：

T1=T2=T3=T4=T5=（0.35-0.1）/5=0.05

考慮加工難易程度，進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整（A4公差不變），得到：T4=0.05,T1=0.06,T3=0.07,T2=0.043）確定各組成環(huán)的偏差：取A5為協(xié)調(diào)環(huán)。A4為標(biāo)準(zhǔn)尺寸，公差帶位置確定：除協(xié)調(diào)環(huán)以外各組成環(huán)公差按入體標(biāo)注：4）計(jì)算協(xié)調(diào)環(huán)偏差：由極值計(jì)算得到：EI5=-0.13,ES5=-0.10最后可確定：2、大數(shù)互換裝配法（不完全互換法）1）概念將組成環(huán)的公差適當(dāng)加大，裝配時(shí)有少量的組件、部件或零件不合格，留待以后分別處理。這種方法稱大數(shù)互換法。2）特點(diǎn)：在保證封閉環(huán)精度的前提下，擴(kuò)大了組成環(huán)公差，有利于零件的經(jīng)濟(jì)加工；裝配過(guò)程和完全互換法一樣簡(jiǎn)單、方便。部分零件需進(jìn)行返修；多用于生產(chǎn)節(jié)奏不很嚴(yán)格的大批量生產(chǎn)；3）應(yīng)用組成環(huán)較多，裝配精度又較高的大批大量生產(chǎn)裝配中4）解算方法大數(shù)互換法裝配一般采用概率法進(jìn)行尺寸鏈的解算。滿足條件：5）解算時(shí)封閉環(huán)公差的分配

封閉環(huán)公差分配原則同完全互換法6）舉例同例1，用大數(shù)互換法計(jì)算【例2】A2A3A1A5A4A0

齒輪與軸部件裝配

二、選擇裝配法

選擇裝配法是將尺寸鏈中組成環(huán)的公差放大到經(jīng)濟(jì)可行的程度，然后選擇合適的零件進(jìn)行裝配，以保證裝配精度的要求。此種裝配方法經(jīng)常應(yīng)用于裝配精度要求高而組成環(huán)數(shù)又較少的成批或大批量生產(chǎn)中。1、直接選配法概念：裝配時(shí)，工人直接從待裝配的零件中，直接選擇合適的零件進(jìn)行裝配，以保證裝配精度的要求。優(yōu)點(diǎn)：能達(dá)到很高的裝配精度。缺點(diǎn)：工人評(píng)經(jīng)驗(yàn)和必要的判斷性測(cè)量來(lái)選擇零件。裝配時(shí)間不易準(zhǔn)確控制，裝配精度在很大程度上取決于工人技術(shù)水平。應(yīng)用：適用于生產(chǎn)節(jié)拍不很嚴(yán)的單件小批生產(chǎn)。2、分組裝配法概念：

當(dāng)封閉環(huán)精度要求很高時(shí)，采用互換法解算尺寸鏈會(huì)使組成環(huán)公差很小，加工困難。這時(shí)可以將組成環(huán)公差按完全互換法求得后，放大若干倍，使之達(dá)到經(jīng)濟(jì)公差的數(shù)值。然后，按此數(shù)值加工零件，再將加工所得的零件按尺寸大小分成若干組（分組數(shù)與公差放大倍數(shù)相等）。最后，將對(duì)應(yīng)組的零件裝配起來(lái)以達(dá)到裝配精度的要求。同組內(nèi)零件可以互換，所以稱為分組互換法。特點(diǎn)：在裝配時(shí)保證配合性質(zhì)和配合精度均不變應(yīng)用：適用組成環(huán)數(shù)少而裝配進(jìn)度要求很高的部件。例滾動(dòng)軸承的裝配、活塞和活塞銷的裝配等【例3】

活塞與活塞銷在冷態(tài)裝配時(shí)，要求有0.0025～0.0075的過(guò)盈量。若活塞銷孔與活塞銷直徑的基本尺寸為28，加工經(jīng)濟(jì)公差為0.01?，F(xiàn)采用分組選配法進(jìn)行裝配，試確定活塞銷孔與活塞銷直徑分組數(shù)目和分組尺寸?；钊c活塞銷組件圖【解】1）建立裝配尺寸鏈如圖所示。A1（活塞銷直徑）A2（銷孔直徑）A0活塞銷與活塞銷孔裝配尺寸鏈2）確定分組數(shù)：若以過(guò)盈量為封閉環(huán)，則封閉環(huán)的公差為：

采用完全互換法，則孔和銷的平均公差為0.0025mm。若取經(jīng)濟(jì)公差為0.01，可確定分組數(shù)為4。3）確定各尺寸：若活塞銷直徑尺寸定為：，將其分為4組，解前圖所示尺寸鏈，可求得活塞銷孔與之對(duì)應(yīng)的分組尺寸如下：

組號(hào)1234

活塞銷直徑活塞銷孔直徑

公差放大后，活塞銷可以用無(wú)心磨床加工，活塞銷孔可以用金剛鏜床加工然后用精密量具測(cè)量其尺寸，并按尺寸大小分成四組，涂上不同顏色區(qū)別，或分別裝入不同容器中，以便進(jìn)行分組裝配。如下圖組號(hào)標(biāo)志顏色活塞銷直徑分組尺寸范圍活塞銷孔直徑分組尺寸范圍最小值最大值1234淺藍(lán)

紅白黑28.0000～27.997527.9975～27.995027.9950～27.992527.9925～27.990027.9950～27.992527.9925～27.990027.9900～27.987527.9875～27.98500.00250.00250.00250.00250.00750.00750.00750.0075活塞銷和活塞銷孔的分組尺寸分組時(shí)應(yīng)滿足的條件：

1、配合件的公差范圍應(yīng)相等，公差應(yīng)同方向增大，增大的倍數(shù)等于分組數(shù)。

2、為保證零件分組后數(shù)量匹配，配合件的尺寸分布應(yīng)為相同的對(duì)稱分布。

3、配合件的表面粗糙度、形位公差不能隨尺寸精度放大而放大。

4、分組數(shù)不易過(guò)多，只要把零件尺寸公差放大到經(jīng)濟(jì)精度即可。3、復(fù)合選配法概念：復(fù)合選配法是分組裝配法和直接選配法的復(fù)合，即零件加工后先檢測(cè)分組，裝配時(shí)，在各對(duì)應(yīng)組內(nèi)工人進(jìn)行適當(dāng)?shù)倪x配。特點(diǎn)：

配合件公差可以不等，裝配速度快，質(zhì)量高，能滿足一定生產(chǎn)節(jié)拍的要求。如發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸和活塞的裝配。三、修配裝配法一、概念

采用修配法時(shí)，裝配尺寸鏈中各尺寸均按經(jīng)濟(jì)公差制造，但留出一個(gè)尺寸做修配環(huán)。以手工去除部分材料的方式改變修配環(huán)的尺寸，使封閉環(huán)達(dá)到規(guī)定的精度要求。。1、修配環(huán)主要用來(lái)補(bǔ)償由于其他組成環(huán)精度的放大而形成的累積誤差。所以也叫補(bǔ)償環(huán)2、通常選容易修配加工，形狀簡(jiǎn)單的零件。若采用刮研修配，刮研面積要小。3、不能為公共環(huán)，即該件只能與一項(xiàng)裝配精度有關(guān)。二、修配環(huán)（補(bǔ)償環(huán)）的選擇四、應(yīng)用

單件小批生產(chǎn)，裝配精度要求高，組成環(huán)數(shù)目較多的情況。三、特點(diǎn)

1、能獲得很高的加工精度，而零件的制造精度要求低

2、增加了裝配過(guò)程中的手工修配工作，勞動(dòng)量大，工時(shí)不預(yù)定，不便于組織流水作業(yè)。

3、裝配質(zhì)量依賴于工人的技術(shù)水平。車床主軸中心線與尾座套筒中心線等高裝配尺寸鏈A1A0A2A3【例3】

車床主軸孔軸線與尾座套筒錐孔軸線等高誤差要求為0～0.06，且只允許尾座套筒錐孔軸線高。為簡(jiǎn)化計(jì)算，略去各相關(guān)零件軸線同軸度誤差，得到一個(gè)只有A1、A2、A3三個(gè)組成環(huán)的簡(jiǎn)化尺寸鏈，如圖所示?？梢赃x擇尾座底板A2作為修配環(huán)四、修配的方法1、單件修配法在多環(huán)裝配尺寸鏈中，選定某一固定的件做修配環(huán)，裝配時(shí)用去除金屬層的方法來(lái)改變其尺寸，以滿足裝配精度的要求。如上例2、合并加工修配法將兩個(gè)或更多的零件合并在一起再進(jìn)行加工修配，合并后的尺寸可看作一個(gè)組成環(huán)，這樣就減少了裝配尺寸鏈組成環(huán)的數(shù)目。并可以相應(yīng)的減少修配的勞動(dòng)量。3、自身加工修配法機(jī)床制造中，對(duì)有些要求較高的裝配精度，若單純依靠限制各零件的加工誤差來(lái)保證，要求各零件有很高的加工精度，而且不易選擇合適的修配件，此時(shí)在總裝時(shí)，用機(jī)床本身來(lái)加工自己的方法來(lái)保證機(jī)床的裝配精度。這種修配法稱為自身加工法。四、調(diào)整裝配法一、概念

調(diào)節(jié)法與修配法相似，尺寸鏈各組成環(huán)按經(jīng)濟(jì)精度加工，由此引起的封閉環(huán)超差，通過(guò)調(diào)節(jié)某一零件的位置或?qū)δ骋唤M成環(huán)（調(diào)節(jié)環(huán)）的更換來(lái)補(bǔ)償。二、與調(diào)整法的不同